Shutterstock

Bayangkan Anda membuka koran akhir pekan dan melihat-lihat halaman teka-teki Sudoku. Anda menghabiskan pagi Anda mengerjakan teka-teki logika ini, hanya untuk menyadari pada beberapa kotak terakhir tidak ada cara yang konsisten untuk menyelesaikannya.

“Saya pasti telah melakukan kesalahan,” pikir Anda. Jadi Anda coba lagi, kali ini mulai dari sudut yang tidak bisa Anda selesaikan dan bekerja kembali ke arah lain. Tetapi hal yang sama terjadi lagi. Anda turun ke beberapa kotak terakhir dan tidak menemukan solusi yang konsisten.

Mengerjakan sifat dasar realitas menurut mekanika kuantum agak mirip Sudoku yang mustahil. Tidak peduli di mana kita memulai dengan teori kuantum, kita selalu berakhir pada teka-teki yang memaksa kita untuk memikirkan kembali cara kerja dunia secara fundamental. (Inilah yang membuat mekanika kuantum sangat menyenangkan.)

Izinkan saya membawa Anda dalam tur singkat, melalui sudut pandang seorang filsuf, tentang dunia menurut mekanika kuantum.

1. Aksi seram dari jarak jauh

Sejauh yang kami tahu, kecepatan cahaya (sekitar 300 juta meter per detik) adalah batas kecepatan tertinggi alam semesta. Albert Einstein terkenal mencemooh prospek sistem fisik yang saling mempengaruhi lebih cepat daripada sinyal cahaya yang dapat bergerak di antara mereka.

Kembali ke tahun 1940-an Einstein menyebut ini "aksi seram dari jarak jauh". Ketika mekanika kuantum sebelumnya tampak memprediksi kejadian seram seperti itu, dia berpendapat bahwa teori tersebut belum selesai, dan beberapa teori yang lebih baik akan menceritakan kisah nyata.

Kita tahu hari ini sangat kecil kemungkinannya ada teori yang lebih baik seperti itu. Dan jika kita berpikir bahwa dunia terdiri dari potongan-potongan "barang" independen yang terdefinisi dengan baik, maka dunia kita haruslah tempat di mana tindakan menyeramkan di jarak jauh di antara bagian-bagian ini diperbolehkan.

2. Melonggarkan cengkeraman kita pada kenyataan

“Bagaimana jika dunia tidak terbuat dari 'barang' independen yang terdefinisi dengan baik?” Saya mendengar Anda berkata. Lalu bisakah kita menghindari tindakan seram ini?

Ya kita bisa. Dan banyak komunitas fisika kuantum juga berpikir seperti ini. Tapi ini bukan penghiburan bagi Einstein.

Einstein berdebat berkepanjangan dengan temannya Niels Bohr, seorang fisikawan Denmark, tentang pertanyaan ini. Bohr berpendapat bahwa kita seharusnya melepaskan gagasan tentang hal-hal dunia yang didefinisikan dengan baik, sehingga kita dapat menghindari tindakan menyeramkan dari jarak jauh. Dalam pandangan Bohr, dunia tidak memiliki properti yang pasti kecuali jika kita melihatnya. Saat kita tidak melihat, pikir Bohr, dunia yang kita kenal sebenarnya tidak ada.

Tetapi Einstein bersikeras bahwa dunia harus terbuat dari sesuatu apakah kita melihatnya atau tidak, jika tidak, kita tidak dapat berbicara satu sama lain tentang dunia, dan begitu pula sains. Tapi Einstein tidak bisa memiliki dunia yang terdefinisi dengan baik, independen dan tidak ada aksi seram dari jarak jauh… atau bisakah dia?

3. Kembali ke masa depan

Perdebatan Bohr-Einstein cukup familiar dalam sejarah mekanika kuantum. Yang kurang familiar adalah sudut berkabut dari teka-teki logika kuantum ini di mana kita bisa menyelamatkan dunia yang terdefinisi dengan baik, independen, dan tanpa aksi menyeramkan. Tapi kita perlu menjadi aneh dengan cara lain.

Jika melakukan eksperimen untuk mengukur sistem kuantum di lab, entah bagaimana, dapat memengaruhi seperti apa sistem itu sebelum pengukuran, maka Einstein bisa memiliki kuenya dan memakannya juga. Hipotesis ini disebut "retrocausality“, Karena efek dari melakukan percobaan harus menyebar mundur dalam waktu.

Jika menurut Anda ini aneh, Anda tidak sendiri. Ini bukan pandangan yang sangat umum dalam komunitas fisika kuantum, tetapi ada pendukungnya. Jika Anda dihadapkan pada keharusan untuk menerima tindakan seram dari jarak jauh, atau tidak ada dunia-seperti-yang-kita-ketahui saat kita tidak melihat, retrocausality sepertinya bukan pilihan yang aneh.

4. Tidak ada pemandangan dari Olympus

Bayangkan Zeus bertengger di puncak Gunung Olympus, mengamati dunia. Bayangkan dia bisa melihat segala sesuatu yang telah terjadi, dan akan terjadi, di mana saja dan sepanjang waktu. Sebutlah ini "pandangan mata Tuhan" terhadap dunia. Wajar untuk berpikir bahwa pasti ada cara dunia ini, bahkan jika itu hanya dapat diketahui oleh Tuhan yang Maha Melihat.

Penelitian terbaru dalam mekanika kuantum menyarankan pandangan mata Tuhan tentang dunia tidak mungkin, bahkan pada prinsipnya. Dalam skenario kuantum aneh tertentu, ilmuwan yang berbeda dapat melihat dengan cermat sistem di lab mereka dan membuat rekaman menyeluruh tentang apa yang mereka lihat - tetapi mereka tidak akan setuju tentang apa yang terjadi saat mereka membandingkan catatan. Dan mungkin tidak ada fakta mutlak tentang siapa yang benar - bahkan Zeus pun tidak tahu!

Jadi, lain kali Anda menghadapi Sudoku yang mustahil, yakinlah Anda berada di perusahaan yang baik. Seluruh komunitas fisika kuantum, dan bahkan mungkin Zeus sendiri, tahu persis bagaimana perasaan Anda.

tentang Penulis

Peter Evans, Peneliti Awal Karir Penemuan ARC, Universitas Queensland

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

books_science